令和7年度下期電力問17

途中に負荷がある高圧配電線で、区間電流と末端の電圧を求める

電力B問題配点 10点

出典：一般財団法人電気技術者試験センター令和7年度下期第三種電気主任技術者試験電力科目問題（問題文・選択肢は改変せず、公開PDFの該当ページをそのまま掲載しています）

正解

(a)(3)

(b)(1)

正解の出典：同センターが公表している解答

解説

負荷が2か所にあるので、**電流を有効成分と無効成分に分けて足す**のが定石。力率が違う電流をそのまま足すと間違える。

**(a) S-A間の電流の有効成分**

A点の負荷: 200 A、力率0.8 ・有効成分 = 200 × 0.8 = 160 A ・無効成分 = 200 × 0.6 = 120 A

B点の負荷: 100 A、力率0.6 ・有効成分 = 100 × 0.6 = 60 A ・無効成分 = 100 × 0.8 = 80 A

S-A間には両方の負荷の電流が流れるので有効成分 = 160 + 60 = **220 A**

正解は(3)。（無効成分は 120 + 80 = 200 A）

**(b) B点の線間電圧**

区間ごとに電圧降下を出して引いていく。三相3線式の電圧降下（線間）は ΔV = √3 (R × I_有効 + X × I_無効)

**S-A間**（2 km なので R = X = 0.3 × 2 = 0.6 Ω） ΔV₁ = √3 × (0.6 × 220 + 0.6 × 200) = √3 × 0.6 × 420 ≈ **437 V** V_A = 6,600 − 437 = 6,163 V

**A-B間**（2 km、R = X = 0.6 Ω。ここにはB点の負荷だけが流れる） ΔV₂ = √3 × (0.6 × 60 + 0.6 × 80) = √3 × 0.6 × 140 ≈ **145 V** V_B = 6,163 − 145 = **6,018 V ≈ 6,020 V**

正解は(1)。

**間違えやすいところ** ・200 A と 100 A をそのまま足して300 Aとしてしまう（力率が違うので単純に足せない）・A-B間にもS-A間と同じ電流を流してしまう（A点で分岐して減る）この2つを避ければ、あとは区間ごとの引き算。

選択肢ごとの理由

(1)(b)6,020が正しい。S-A間で約437V、A-B間で約145V降下する。
(2)(b)5,770は両区間ともS-A間の電流で計算した場合。A点で負荷が分岐して電流は減る。
(3)(a)220が正しい。160 + 60 = 220 A。
(4)(a)200は無効成分の合計（120 + 80）。問われているのは有効成分。
(5)(b)6,260はA-B間の降下を落とした場合に近い値。

この論点は、データセンターの現場でこう出てくる

「途中で負荷が分岐していく幹線の、末端の電圧はいくつか」という計算は、データセンターの構内配電そのもの。 DCでは、受変電室から幹線を引き、フロアごと・ラック列ごとに分岐してPDU（電源分配ユニット）へつなぐ。この問題のS-A-Bの形がそのまま当てはまり、**末端のラックほど電圧が低くなる**。実務で怖いのは、増設が進んだあと。設計時は末端まで余裕があったのに、途中のラックが埋まって電流が増えると、上流区間の電圧降下が大きくなって末端が許容範囲を割る。増設のたびに「いま何アンペア流れていて、末端の電圧はいくつか」を確認するのは、この理由。対策は3つ。①幹線を太くする ②力率を改善して無効成分の電流を減らす（この問題でも無効成分200Aが電圧降下の半分近くを作っている）③受電を分けて幹線のこう長を短くする。また、負荷を割り付けるときは**重い負荷を電源側に、軽い負荷を末端に**置くほうが全体の電圧降下は小さくなる。ラック配置を決めるときに電気側から意見を出せるかどうかで、後々の増設余地が変わる。

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